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天文望遠(yuǎn)鏡都很貴嗎?有種流動的很便宜

科學(xué)信仰
原創(chuàng)
泛科學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)作者。科學(xué)是一種規(guī)律,信仰是一種態(tài)度。
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深邃而幽暗的宇宙中似乎隱藏著諸多的秘密,從人類擁有了智慧的那一刻起便對此充滿了好奇。

好在,宇宙并非無懈可擊,夜空中那點(diǎn)點(diǎn)的星光就是破解宇宙奧秘的鑰匙,所以自古以來人類就想盡了一切辦法去觀測這些許光亮?,F(xiàn)而今不同了,我們有了天文望遠(yuǎn)鏡,這使人類的宇宙觀測能力出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。那么你所熟悉的天文望遠(yuǎn)鏡都有哪些呢?

說到望遠(yuǎn)鏡的種類其實(shí)有很多不同的分類方法,比如按照觀測波段來分,可以分為射電望遠(yuǎn)鏡、紅外線望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、紫外線望遠(yuǎn)鏡以及x射線望遠(yuǎn)鏡和γ射線望遠(yuǎn)鏡等等,而按照安裝位置來劃分,又可分為地基望遠(yuǎn)鏡和空間望遠(yuǎn)鏡,安裝在地表的就是地基望遠(yuǎn)鏡,而哈勃和韋伯這種安裝在地表之外的就屬于空間望遠(yuǎn)鏡。

一般天文愛好者所能夠接觸到的就是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,比如古老的折射式望遠(yuǎn)鏡以及大受歡迎的牛頓反射式望遠(yuǎn)鏡,令我們無比自豪的“中國天眼”則是一座500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡。

望遠(yuǎn)鏡的種類很多,原理也不盡相同,但所有的望遠(yuǎn)鏡都有著一個共同的特點(diǎn),那就是“高大上”,翻譯一下就是“貴”。比如中國天眼,它的總造價就達(dá)到了6.67億,而著名的魯賓天文臺,它的造價也不少于6億美元,看來望遠(yuǎn)鏡這個東西還真不是誰都能玩得起的,不過凡事總有例外,便宜的望遠(yuǎn)鏡也是有的。

我們所說的那種便宜的望遠(yuǎn)鏡與我們認(rèn)知常識中的望遠(yuǎn)鏡有著很大的區(qū)別,它不是一個固體,而是一個流體。

望遠(yuǎn)鏡的種類繁多、原理各異,但幾乎所有的望遠(yuǎn)鏡都有著一個拋物面,這是為什么呢?因?yàn)橛钪嬷械奶祗w與我們的距離是十分遙遠(yuǎn)的,動輒數(shù)百萬光年,在如此距離尺度之下,這些星體所發(fā)射的光都可以被我們看做是平行的,而要將這些平行的光匯聚在一點(diǎn)之上,自然就需要一個拋物面,換句話來說,如果我們有一個足夠大、反光性又好的拋物面,就可以用來對宇宙深空進(jìn)行觀測了。

要制造這樣一個符合標(biāo)準(zhǔn)的拋物面,通常是要花費(fèi)不菲的,所以望遠(yuǎn)鏡的價格自然也就上去了,但如果這個拋物面不是固體,而是流體,情況就有所不同了。

讓我們想象一下,如果我們有一個盤子,在盤子里裝上水,然后開始旋轉(zhuǎn)這個盤子,會發(fā)生什么呢?盤子里的水會隨之旋轉(zhuǎn)起來,并且會形成一個弧度完美的拋物面,這個在自然規(guī)則下形成的拋物面無需我們精雕細(xì)琢,它就是制造望遠(yuǎn)鏡的最佳部件。等等,這個拋物面的確是挺完美的,但問題是水的反光性并不好啊,沒有關(guān)系,只需要將水換成水銀就可以了,水銀的反光性可是杠杠的。最后,我們只需要在這個水銀拋物面的焦點(diǎn)處放置一臺相機(jī),一個天文望遠(yuǎn)鏡就誕生了。

這種由旋轉(zhuǎn)的圓盤和水銀所組成的望遠(yuǎn)鏡就被稱作“水銀鏡面望遠(yuǎn)鏡”。

目前在印度北部地區(qū)就有著這樣一臺水銀鏡面望遠(yuǎn)鏡,名為“國際液體鏡望遠(yuǎn)鏡”,它是由印度、比利時以及加拿大聯(lián)合建造的。這種液體望遠(yuǎn)鏡相比其它望遠(yuǎn)鏡而言,最大的優(yōu)點(diǎn)就是它的價格了,以國際液體鏡望遠(yuǎn)鏡為例,它的口徑在4米左右,總造價卻還不到200萬美元。不過你千萬不要以為這個東西便宜就一定不好用,“便宜沒好貨”在這里并不適用。這種液體望遠(yuǎn)鏡與那些所費(fèi)甚巨的射電望遠(yuǎn)鏡陣列的研究目標(biāo)是相同的,都是為了了解宇宙的結(jié)構(gòu)以及星體的演化規(guī)律。

這樣看起來,這種液體望遠(yuǎn)鏡似乎全是優(yōu)點(diǎn),難道沒有缺點(diǎn)嗎?缺點(diǎn)當(dāng)然有,而且很明顯。

這種液體望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵就是通過旋轉(zhuǎn)使水銀形成一個完美的拋物面,而這就意味著這個旋轉(zhuǎn)的圓盤是絕對不能傾斜的,它必須始終保持水平,否則內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的水銀就無法形成一個完美的拋物面,所以這種望遠(yuǎn)鏡永遠(yuǎn)只能仰頭看天,而不能隨意旋轉(zhuǎn)角度。這是水銀鏡面望遠(yuǎn)鏡的一個劣勢,但劣勢背后也隱藏著優(yōu)勢,因?yàn)樗肋h(yuǎn)只能看向同一個角度,所以更容易發(fā)現(xiàn)觀測目標(biāo)所產(chǎn)生的變化,而分析觀測目標(biāo)變化背后的成因,是人類揭開宇宙奧秘的一把鑰匙。

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評論
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學(xué)士級
應(yīng)該說,每個人都對宇宙有著無限的好奇心,但是很少有條件,希望相關(guān)部門能夠普及,掀起一股天文熱潮!
2022-07-07
發(fā)光的晶晶
太傅級
我們所說的那種便宜的望遠(yuǎn)鏡與我們認(rèn)知常識中的望遠(yuǎn)鏡有著很大的區(qū)別,它不是一個固體,而是一個流體。
2022-07-07
傳承解惑
大學(xué)士級
深邃而幽暗的宇宙中似乎隱藏著諸多的秘密,從人類擁有了智慧的那一刻起便對此充滿了好奇。
2022-07-07